Mucho antes de que los humanos caminaran por el planeta, las plantas hacían silenciosamente el trabajo pesado del ciclo del carbono de la Tierra. Aspiraron dióxido de carbono. Lo encerraron en sus tejidos. Y cuando murieron, ese carbono permaneció ahí, preservado en la roca.
Durante años, los científicos confiaron en los océanos para decirnos cómo era la atmósfera hace millones de años. Fósiles marinos. Fragmentos de concha. Capas de sedimentos. Confiable, seguro. Pero tienen límites. Su resolución se vuelve borrosa después del Eoceno Medio, hace unos 45 millones de años. ¿Y antes de eso? El récord desaparece en gran medida.
Aquí es donde un nuevo enfoque de investigadores de la Universidad de Michigan cambia las reglas del juego. Al analizar materia vegetal fosilizada de Wyoming, Nathan Sheldon y Katarina Keating han abierto una puerta al pasado profundo. Específicamente, han demostrado que la forma en que las plantas fosilizadas pueden revelar la atmósfera pasada de la Tierra no es sólo teórica: es mensurable y precisa.
La pista del carbono 13
La clave aquí no son las plantas en sí. Son los isótopos. Específicamente, Delta Carbono-13 (δ¹³C).
El carbono 12 es más ligero. El carbono 13 es más pesado. Las plantas prefieren el isótopo más ligero cuando realizan la fotosíntesis. Entonces, la proporción de estos dos carbonos en una hoja fósil cuenta una historia. Un cambio en esa proporción refleja cómo el carbono se movió a lo largo del ciclo global del carbono. Es un medidor de flujo.
Tradicionalmente, los investigadores utilizaban sustitutos marinos para esto. Sedimentos oceánicos. Conchas de foraminíferos. Estos registros se remontan al Período Cretácico, hace unos 145 millones de años. Pero la señal se vuelve ruidosa. La resolución subóptima afecta a los datos. No podemos ver con claridad. Y ciertamente no podemos ver registros más antiguos con confianza.
La brecha es problemática. El tiempo transcurrido entre la extinción K-Pg (el evento que exterminó a los dinosaurios) y la actualidad ofrece lecciones para nuestra actual crisis climática. Las épocas del Paleoceno y Eoceno vieron picos de calentamiento global que parecen inquietantemente familiares. Si queremos predecir hacia dónde nos dirigimos, debemos comprender cómo se comportó el ciclo del carbono cuando el planeta estaba caliente.
Pero sin buenos datos, vamos a ciegas.
La cápsula del tiempo de Wyoming
Sheldon, Keating y su equipo fueron a excavar en la cuenca Hoback de Wyoming. No sólo arañaron la superficie. Se sumergieron metros bajo tierra y extrajeron muestras de formaciones rocosas que datan de hace entre 50 y 60 millones de años. Eso los sitúa de lleno en el Paleoceno tardío y el Eoceno temprano.
Extrajeron materia orgánica terrestre. Lo analizaron en busca de δ¹³C.
La lógica es simple pero poderosa. Las plantas atrapan CO₂ del aire. Si el aire tenía una determinada firma isotópica, las plantas la reflejan. Cuando esas plantas se fosilizan, esa firma permanece. Es un vínculo directo con el flujo de carbono atmosférico en ese momento exacto del tiempo geológico.
¿Pero coincidía con los datos marinos? ¿O fue sólo ruido local?
Los investigadores compararon sus lecturas terrestres con los registros terrestres globales encontrados en la literatura. Luego, cruzaron todo con fósiles de organismos marinos del período Cenozoico, que se remonta a 66 millones de años. Necesitaban saber si las plantas terrestres eran un indicador válido del δ¹³C atmosférico a escala global.
El resultado fue sorprendente.
Una combinación hecha en el tiempo geológico
Los valores atmosféricos de δ¹³C reconstruidos a partir de plantas de Wyoming se alinearon estrechamente con los derivados de organismos marinos antiguos.
Esta no es una correlación marginal. Es una validación. Demuestra que las plantas fosilizadas pueden reconstruir de manera confiable condiciones atmosféricas antiguas con una fidelidad que rivaliza con los registros oceánicos. Y dado que las plantas existían mucho antes de que los sustitutos marinos modernos ofrecieran datos claros, esto amplía significativamente nuestra línea de tiempo.
El equipo profundizó en los detalles para ver qué estaba sucediendo con el clima durante estos cambios. Compararon los valores reconstruidos con una línea de base.
Los volcanes son una fuente importante de carbono y lo liberan a un valor constante de δ¹³C de aproximadamente -5,4 ‰.
Hace unos 53 millones de años (Eoceno), la atmósfera tenía un valor de -6,30‰. Eso es más bajo. Significa que había una gran cantidad de Carbono-12 más ligero en el aire. Una mayor cantidad de carbono ligero suele correlacionarse con temperaturas más cálidas. El planeta estaba caliente.
Luego, observemos el Paleoceno tardío, hace unos 57 millones de años. El valor cambió a -4,37‰. Más alto. Más pesado. Esto sugiere que el carbono ligero estaba siendo secuestrado en otros lugares, probablemente encerrado en los océanos o enterrado en sedimentos. Esta eliminación de carbono ligero dejó a los isótopos más pesados en la atmósfera. ¿El efecto neto? Un clima refrescante.
Tanto los registros terrestres como marítimos mostraron este mismo cambio. Un proceso común estaba en marcha. Los flujos globales de carbono estaban impulsando los cambios de temperatura. Las plantas y el plancton contaron la misma historia.
Complicaciones por lluvia
No todo fue fácil. El equipo notó algo extraño al comparar sus datos de Wyoming con otros sitios a nivel mundial.
Los resultados variaron según las precipitaciones.
Los sitios que históricamente fueron más húmedos mostraron lecturas con menos carbono pesado. Los sitios más secos, incluida la cuenca Hoback, coincidieron con los valores marinos esperados.
¿Por qué son importantes las precipitaciones? Probablemente porque la disponibilidad de agua afecta la forma en que las plantas absorben carbono y cómo se descompone la materia orgánica antes de ser enterrada. Si estás en una zona húmeda, la señal se diluye o altera.
Los investigadores tienen clara esta limitación. Para obtener lecturas precisas de cómo las plantas fosilizadas reflejan los flujos de carbono, los científicos deben tener en cuenta las precipitaciones. Los sitios húmedos pueden requerir ajustes o exclusión de ciertos modelos.
Pero esto no rompe el método. Lo refina.
Por qué esto importa ahora
“Ofrecemos un método para comprender las fuentes y los sumideros de CO2 desde que existen las plantas”, escribieron Sheldon y Keating.
Esa es una gran declaración.
Actualmente, nos basamos en registros marinos para rastrear el ciclo del carbono a lo largo del Cenozoico y Mesozoico. Pero esos registros son escasos en ciertos períodos de tiempo. Tienen limitaciones. Tienen huecos.
Este nuevo enfoque que utiliza materia vegetal fosilizada puede llenar esos vacíos. Complementa los datos marinos. Funciona en regiones con escasez de datos. Y, lo que es más importante, permite reconstrucciones para períodos en los que las limitaciones marinas simplemente no existen.
Nos enfrentamos a cambios sin precedentes en el CO2 atmosférico. Comprender los mecanismos del pasado ya no es sólo académico. Es una habilidad de supervivencia. Necesitamos saber cómo respondió el planeta cuando los niveles de carbono se dispararon. Necesitamos saber adónde se fue el calor. Y ahora, gracias a las hojas fosilizadas de Wyoming, tenemos un mapa más claro del pasado profundo.
Las plantas recuerdan. Sólo tenemos que leerlos bien.
